close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 13946

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.12.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
D 21H 21/14
БУМАГА ДЛЯ ПЕЧАТИ С ПОВЕРХНОСТНОЙ ПРОКЛЕЙКОЙ
(21) Номер заявки: a 20081383
(22) 2008.11.03
(43) 2010.06.30
(71) Заявитель: Производственное унитарное предприятие "Бумажная фабрика" Департамента государственных
знаков Министерства финансов Республики Беларусь (BY)
(72) Авторы: Соловьева Тамара Владимировна; Темрук Владимир Игнатьевич; Шеленговская Вера Антоновна;
Горжанов Вадим Валерьевич; Шкирандо Татьяна Павловна (BY)
(73) Патентообладатель: Производственное унитарное предприятие "Бумажная фабрика" Департамента государственных знаков Министерства
финансов Республики Беларусь (BY)
BY 13946 C1 2010.12.30
BY (11) 13946
(13) C1
(19)
(56) ГОРЖАНОВ В.В. и др. Применение
поливинилового спирта для улучшения
печатных свойств бумаги, 2007,
[http://www.rusnauka.com/3._KAND_2007/
Chimia/18512.doc.htm].
RU 2330911 C2, 2008.
SU 1588820 A1, 1990.
SU 1266916 A1, 1986.
SU 1375708 A1, 1988.
ПИЛИПЕНКО С. Бумага и жизнь. 2006. - № 3,
[http://www.paperandlife.com/journal/onlinejournal/2006/march/waterprotect/].
RU 2169225 C2, 2001.
SU 1266917 A1, 1986.
SU 1266914 A1, 1986.
US 2007/0287777 A1.
(57)
Бумага для печати, содержащая целлюлозные волокна, химические вспомогательные
вещества и минеральный наполнитель, проклеенная с поверхности 4-8 %-ным водным
раствором смеси, состоящей из модифицированного крахмала и 20-30 мас. % поливинилового спирта, содержащим в качестве сшивающего агента меламиноформальдегидную
смолу или модифицированную эпихлоргидрином полиамидную смолу в количестве 3-6 %
от абсолютно сухого поливинилового спирта.
Настоящее изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству, к технологии поверхностной проклейки бумаги.
Поверхностная проклейка бумаги применяется для улучшения ее физико-механических, адсорбционных и печатных свойств, таких как механическая прочность, впитываемость, оптическая плотность оттиска и пр., а также для снижения ее себестоимости при
увеличении в композиции более дешевого минерального наполнителя без потери ее прочности и для сокращения содержания дорогостоящей беленой целлюлозы.
Пленкообразующие вещества, используемые при производстве бумаги, представляют
собой главным образом водорастворимые полимеры, такие как крахмал, поливиниловый
спирт (ПВС), натрийкарбоксиметилцеллюлоза и др. Существенным недостатком этих полимеров является образование на поверхности бумаги покрытий, не обеспечивающих сопротивления проникновению жидкостей в бумагу. Это приводит к деформации листа
BY 13946 C1 2010.12.30
бумаги и уменьшению прочности ее поверхности, что затрудняет использование этой бумаги на многокрасочных высокоскоростных печатных машинах. Поэтому для увеличения
водостойкости покрытий из водорастворимых полимеров используют их обработку сшивающими агентами [1].
Известна бумага для струйной печати, на поверхность которой нанесено покрытие,
содержащее поливиниловый спирт с аминовыми функциональными группами и пигмент.
Изобретение обеспечивает улучшение качества бумаги для струйной печати.
Недостатком этого изобретения является сложность приготовления, заключающаяся в
многостадийности и длительности процесса получения поливиниловых спиртов с первичными аминовыми функциональными группами [2].
Известен состав для производства бумаги на основе крахмала, модифицированного до
уровня вязкости от 10 до 400 мПа⋅с (по Брукфильду) при 60 °С для 5 % суспензии посредством уменьшения размера его молекул способом окисления пероксидом и последующей
катионизации соединением четвертичного азота, включающий дополнительно полиамидную эпихлоргидриновую смолу, который улучшает прочность бумаги во влажном состоянии [3].
Недостаток этого состава в том, что он термодинамически неустойчив и приготавливается в несколько стадий с большими тепло- и энергозатратами.
Наиболее близкой к заявляемому по техническому решению и достигаемому результату является бумага с поверхностной проклейкой составом, включающим крахмал, поливиниловый спирт в количестве от 5 до 20 % от а.с. крахмала и меламиноформальдегидную
смолу в количестве 5 % от а.с. ПВС [4].
Недостаток этого состава в том, что он не придает механической прочности, прочности поверхности к выщипыванию и сопротивления проникновению воды, достаточных
для получения высококачественных видов бумаги для печати.
Заявляемая бумага для печати с поверхностной проклейкой не имеет этих недостатков. Новым техническим результатом от использования заявляемого изобретения является
повышение печатных свойств бумаги.
Заявляемая бумага для печати изготавливается в нейтральной среде, содержит целлюлозные волокна, химические вспомогательные вещества, наполнитель и обработана с поверхности составом из водорастворимых полимеров и сшивающего агента.
В качестве водорастворимых полимеров использовали смесь модифицированного
крахмала и поливинилового спирта с содержанием ПВС в смеси 20-30 %.
ПВС образует на бумаге непрерывные прозрачные, плотные и гибкие пленки с высоким сопротивлением разрыву, масло- и газонепроницаемые и бактериостойкие. ПВС повышает гладкость, эластичность, устойчивость к истиранию и печатные свойства бумаги.
Применение ПВС позволяет снизить различие печатных свойств между лицевой и сеточной сторонами бумаги и уменьшить ее пылимость в процессе печати [5-7].
ПВС применяют совместно с модифицированным крахмалом, который улучшает реологические характеристики составов для поверхностной проклейки и позволяет получать
однородные покрытия со свойствами, характерными для покрытий, обеспечиваемых покрытиями из ПВС.
В качестве крахмала использовали крахмалы: картофельный, зерновой, тапиоковый,
модифицированные посредством кислотного и ферментативного гидролиза, посредством
обработки окисляющими реагентами, катионированные.
В качестве сшивающего агента использовали меламиноформальдегидную или полиамидную смолу, модифицированную эпихлоргидрином в количестве 3,0-6,0 % от а.с. ПВС.
В заявляемой бумаге происходит уменьшение количества гидроксильных групп за
счет сшивки макромолекул водорастворимых полимеров при их взаимодействия со смолой, что приводит к увеличению водостойкости до уровня гидропластичности и уплотнению структуры покрытия.
2
BY 13946 C1 2010.12.30
В бумажную массу могут быть введены любые химические вспомогательные вещества, например коагулянты, проклеивающие агенты, агенты для придания влагопрочности, упрочняющие агенты или дополнительные удерживающие агенты и пр.
В состав можно вводить любые совместимые добавки для поверхностной проклейки, а
также элементы защиты и защитные волокна при производстве бумаги документной при
условии, что это не приведет к осаждению или коагуляции состава.
Настоящее изобретение иллюстрируется примерами 1-9, но не ограничивается ими.
Примеры 1, 2 характеризуют влияние вида модифицированного крахмала на свойства получаемой бумаги. Примеры 3, 4 характеризуют влияние концентрации состава на свойства
бумаги. Примеры 5, 6 характеризуют влияние соотношения модифицированный крахмал:
ПВС на свойства получаемой бумаги. Примеры 1, 7 характеризуют влияние вида сшивающего агента на свойства получаемой бумаги. Примеры 8, 9 характеризуют влияние расхода сшивающего агента на свойства получаемой бумаги.
Пример 1.
Бумага для печати массой 80 г/м2 на бумагоделательной машине включает обработку
на клеильном прессе составом для поверхностной проклейки, который готовят следующим образом: в реактор объемом 1000 см3 заполняют на 2/3 водой и засыпают модифицированный крахмал (окисленный) и поливиниловый спирт с содержанием последнего в
смеси 20 % в таких количествах, чтобы концентрация готового состава составила 4-8 %.
Проводят подогрев смеси до 80-90 °С. При этой температуре выдерживают 10-15 мин до
полного растворения ПВС и разбавляют водой до 1000 см3. В полученный состав вводят
сшивающий агент в виде полиамидной смолы, модифицированной эпихлоргидрином в
количестве 5 % от а.с. ПВС.
Состав для поверхностной проклейки бумаги наносят с обеих сторон на клеильном
прессе на бумагу массой 80 г/м2 и сушат. Бумага для печати включает 40 % сульфатной
хвойной беленой целлюлозы и 60 % сульфатной лиственной беленой целлюлозы, коагулянт (полигидроксихлорид алюминия) в количестве 1,7 кг/т, проклеивающий агент на основе алкилкетендимера в количестве 6,0 кг/т, агент для придания влагопрочности (смола
на основе полиамида) в количестве 4,5 кг/т, упрочняющий агент (катионный крахмал) в
количестве 4,0 кг/т, наполнитель в таком количестве, чтобы обеспечить его содержание в
бумаге в пределах 6-16 %, удерживающий агент в количестве 0,08 кг/т.
Пример 2.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что в качестве модифицированного крахмала используют ферментированный крахмал.
Механические и печатные свойства бумаги по примерам 1, 2, 7 представлены в табл. 1.
Пример 3.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что концентрация проклеивающего состава составляет 3 %.
Пример 4.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что концентрация проклеивающего состава составляет 10 %.
Механические и печатные свойства бумаги по примерам 1, 3, 4 представлены в табл. 2.
Пример 5.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что количество ПВС в
смеси крахмал-ПВС составляет 10 %.
Пример 6.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что количество ПВС в
смеси крахмал-ПВС составляет 40 %.
Механические и печатные свойства бумаги по примерам 1, 5, 6 представлены в табл. 3.
3
BY 13946 C1 2010.12.30
Пример 7.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что в качестве сшивающего агента используется меламиноформальдегидная смола.
Пример 8.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что сшивающий агент
вводят в состав для поверхностной проклейки в количестве 2 % от а.с. ПВС.
Пример 9.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что сшивающий агент
вводят в состав для поверхностной проклейки в количестве 8 % от а.с. ПВС.
Механические и печатные свойства бумаги по примерам 1, 8, 9 представлены в табл. 4.
Пример 10.
Бумага для печати аналогична примеру 1 с той лишь разницей, что состав для поверхностной проклейки бумаги готовят следующим образом: в водную дисперсию крахмала
концентрацией 7,0 % добавляют 20 % от а.с. крахмала поливинилового спирта в виде 1 %
раствора и меламиноформальдегидную смолу в количестве 5 % от а.с. ПВС в виде 25 %
раствора.
Механические и печатные свойства бумаги по примерам 1, 10 представлены в табл. 5.
Таблица 1
Механические и печатные свойства бумаги, изготовленной по примерам 1, 2, 7
Бумага, изготовленная по примеру
Показатель качества бумаги
1
2
7
Концентрация состава для поверхностной проклей6,0
6,0
6,0
ки, %
Количество нанесенного состава на бумагу, кг/т
16,5
16,5
16,5
Разрывная длина, м
6,8
6,9
6,9
Сопротивление излому, число двойных перегибов
260
275
240
Впитываемость при одностороннем смачивании
16
16
15
(Кобб 30), г/м2
Линейная деформация, %
2,4
2,7
2,5
Скорость выщипывания, м/с
> 4,0
> 4,0
> 4,0
Разрешающая способность бумаги, мкм
54
54
54
Оптическая плотность оттиска, Б
1,53
1,52
1,53
Как видно из табл. 1, вид используемого модифицированного крахмала и сшивающего
агента не существенно влияет на механические и печатные свойства получаемой бумаги.
Таблица 2
Механические и печатные свойства бумаги, изготовленной по примерам 1, 3, 4
Бумага, изготовленная по примеру
Показатель качества бумаги
1
3
4
Концентрация состава для поверхностной проклей6,0
3,0
10,0
ки, %
Количество нанесенного состава на бумагу, кг/т
16,5
10,8
16,8
Разрывная длина, м
6,8
4,9
6,9
Сопротивление излому, число двойных перегибов
260
190
265
Впитываемость при одностороннем смачивании
16
20
15
(Кобб 30), г/м2
Линейная деформация, %
2,4
2,8
2,8
Скорость выщипывания, м/с
> 4,0
2,0
> 4,0
Разрешающая способность бумаги, мкм
54
56
54
Оптическая плотность оттиска, Б
1,53
1,26
1,51
4
BY 13946 C1 2010.12.30
Как видно из табл. 2, использование составов для поверхностной проклейки с меньшей концентрацией (пример 3), чем по заявляемому способу, приводит к уменьшению механических и печатных свойств бумаги, а с большей (пример 4) не ведет к значительному
улучшению свойств бумаги.
Таблица 3
Механические и печатные свойства бумаги, изготовленной по примерам 1, 5, 6
Бумага, изготовленная по примерам
Показатель качества бумаги
1
5
6
Концентрация состава для поверхностной проклей6,0
6,0
6,0
ки, %
Количество нанесенного состава на бумагу, кг/т
16,5
17,2
14,2
Разрывная длина, м
6,8
5,6
6,3
Сопротивление излому, число двойных перегибов
260
240
215
Впитываемость при одностороннем смачивании
16
18
14
(Кобб 30), г/м2
Линейная деформация, %
2,4
2,9
2,5
Скорость выщипывания, м/с
> 4,0
2,0
> 4,0
Разрешающая способность бумаги, мкм
54
56
55
Оптическая плотность оттиска, Б
1,53
1,32
1,46
Как видно из табл. 3, при содержании в композиции состава для поверхностной
проклейки ПВС меньше (пример 5), чем по заявляемому способу, уменьшаются механические и печатные свойства бумаги. При содержании ПВС в композиции состава больше
(пример 6), чем в заявляемом способе, приводит к снижению его количества, нанесенного
на бумагу, и, как следствие, к падению механических и печатных свойств бумаги.
Таблица 4
Механические и печатные свойства бумаги, изготовленной по примерам 1, 8, 9
Бумага, изготовленная по примеру
Показатель качества бумаги
1
8
9
Концентрация состава для поверхностной проклей6,0
6,0
6,0
ки, %
Количество нанесенного состава на бумагу, кг/т
16,5
16,6
16,5
Разрывная длина, м
6,8
6,2
5,8
Сопротивление излому, число двойных перегибов
260
275
220
Впитываемость при одностороннем смачивании
16
20
14
(Кобб 30), г/м2
Линейная деформация, %
2,4
2,9
2,1
Скорость выщипывания, м/с
> 4,0
2,0
> 4,0
Разрешающая способность бумаги, мкм
54
56
58
Оптическая плотность оттиска, Б
1,53
1,32
1,46
Как видно из табл. 4, при расходе сшивающего агента 2 % от а.с. ПВС происходит
увеличение показателей впитываемости при одностороннем смачивании и линейной деформации бумаги. Одновременно при этом ухудшаются такие показатели, как скорость
выщипывания, разрешающая способность бумаги и оптическая плотность оттиска, при
расходе сшивающего агента 8 % от а.с. ПВС происходит уменьшение физикомеханических показателей и снижение печатных свойств бумаги.
5
BY 13946 C1 2010.12.30
Таблица 5
Механические и печатные свойства бумаги, изготовленной по примерам 1, 10
Бумага, изготовленная
по примеру
Показатель качества бумаги
1
10
Концентрация состава для поверхностной проклейки, %
4,0
4,0
Количество нанесенного состава на бумагу, кг/т
16,5
8,6
Разрывная длина (средняя по двум направлениям), м
6,8
5,0
Линейная деформация, %
2,4
2,4
Сопротивление излому (среднее по двум направлениям), число
260
210
двойных перегибов
Впитываемость при одностороннем смачивании (Кобб 30), г/м2
16
18
Скорость выщипывания, м/с
> 4,0
2,6
Разрешающая способность бумаги, мкм
54
54
Оптическая плотность оттиска, Б
1,53
1,48
Как видно из табл. 5, что бумага для печати, изготовленная по заявленному способу,
имеет более высокие физико-механические и печатные свойства по сравнению с бумагой,
изготовленной с составом для поверхностной проклейки по прототипу.
Источники информации:
1. Комаров В.И. и др. Технология целлюлозно-бумажного производства. Т. 2. Производство бумаги и картона. Ч. 1. Технология производства и обработки бумаги и картона /
Под общ. ред. П.С.Осипова. - СПб.: Политехника, 2005. - 423 с.
2. Патент России 271412, 2002.
3. Патент России 2223356, 1999.
4. Горжанов В.В. и др. Применение поливинилового спирта для улучшения печатных
свойств бумаги: http//www.rusnauka.com/3._KAND_2007//Chimia/18512.doc.htm (прототип).
5. Крылатов Ю.А., Ковернинский И.Н. Проклейка бумаги. - М.: Лесн. пром-сть, 1987. С. 246-247.
6. Петров А.П. Поверхностная проклейка бумаги и картона. - М.: Лесная промышленность, 1968. - С. 20-21.
7. Кречетова С.П. Материалы для обработки и переработки бумаги и картона: Учебник для техникумов. - М.: Лесн. пром-сть, 1990. - С. 44-45.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
110 Кб
Теги
13946, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа